成語“力不從心”，意思是指心中想做某事而力量達(dá)不到或無力去做。成語最早出自《后漢書·班超傳》。東漢時(shí)期，著名軍事家、外交家班超長(zhǎng)期駐守西域（今新疆及中亞一帶），為漢朝穩(wěn)定邊疆、聯(lián)絡(luò)西域諸國(guó)立下赫赫功勞。他在西域經(jīng)營(yíng)長(zhǎng)達(dá)30余年，晚年時(shí)因年老體衰，思念故土，于是上書漢和帝請(qǐng)求返回中原。他在奏疏中寫道：“如有卒暴，超之氣力，不能從心。”（如果突然發(fā)生暴亂，以我的體力，已經(jīng)無法按心中所想去做事了。）后來漢和帝看到奏疏，被其忠誠(chéng)感動(dòng)，終于準(zhǔn)許他返回洛陽。后世據(jù)此典故引申出成語“力不從心”。

在日常生活中，我們或許有過這樣的體驗(yàn)：急匆匆地想要一口氣跑上八樓趕上“?？吭诎藰堑亩菲嚒?，或者興沖沖地想要一股勁“我爬上了屋頂給月亮遞根煙”……結(jié)果剛爬到三樓，就不得不扶著墻，氣喘吁吁。此時(shí)，只能心里默念“我還能行”，可雙腿卻像灌了鉛一樣沉重。這種感覺，用一句成語來形容，那就是“力不從心”。

可誰曾想，當(dāng)“力不從心”從成語走進(jìn)醫(yī)學(xué)，這個(gè)成語竟與冠心病患者的心臟狀態(tài)有著驚人的契合。冠心病患者的心臟，就像一個(gè)想努力工作卻被束縛住手腳的打工人，滿心都是“我還能搶救一下”，現(xiàn)實(shí)卻是“臣妾真的做不到”。把“力不從心”這個(gè)成語套在冠心病患者的心臟上，簡(jiǎn)直是不要太貼切！

其實(shí)，冠心病患者的心臟，每天都在上演類似的“苦情戲”，而這場(chǎng)大戲的幕后導(dǎo)演，就是復(fù)雜又神秘的生物力學(xué)。今天我們就來聊聊心臟“擺爛”大戲，揭秘千年成語“力不從心”背后的生物力學(xué)謎題。

一、冠心?。盒呐K血管的“路障危機(jī)”

冠心病，全稱是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病，其罪魁禍?zhǔn)资枪跔顒?dòng)脈里的“路障”——粥樣硬化斑塊。這些斑塊就像馬路上隨意堆放的“垃圾”，讓原本寬敞的血管變得狹窄，甚至完全堵塞，引起心肌缺血等嚴(yán)重不良后果（圖1）。

圖1 冠心病及其不良后果

正常情況下，冠狀動(dòng)脈就像四通八達(dá)的高速公路，源源不斷地為心肌輸送氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保證心臟這個(gè)“發(fā)動(dòng)機(jī)”正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但當(dāng)斑塊出現(xiàn)后，血管變窄，血流量減少。研究表明，當(dāng)冠狀動(dòng)脈狹窄程度超過50%時(shí)，心肌就會(huì)出現(xiàn)供血不足的情況，就像高速公路上堵車，后面的車輛（血液）無法順利通行，心肌細(xì)胞只能“忍饑挨餓受累受凍”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約有1.26億人患有冠心病，而我國(guó)冠心病患病率呈逐年上升趨勢(shì)，每1000人中就約有10 - 20人被冠心病困擾。冠心病是威脅人類健康和生命安全的“頭號(hào)殺手”。

延伸閱讀，請(qǐng)關(guān)注我的個(gè)人微信公眾號(hào)“醫(yī)用生物力學(xué)”的文章：抓“罪犯”，外號(hào)“寡婦制造者”。

二、生物力學(xué)：心臟“擺爛”的科學(xué)真相

生物力學(xué)這門學(xué)問，用在心血管方面，就是研究心臟的 “物理特性”，比如心肌怎么收縮、血液怎么流動(dòng)、壓力如何變化等。冠心病患者的心臟，在生物力學(xué)上發(fā)生了一系列 “翻車現(xiàn)場(chǎng)”。 生物力學(xué)能幫助我們深入了解冠心病患者心臟所發(fā)生的一系列結(jié)構(gòu)和功能變化。

1.血管壁的“變形記”

正常的血管壁富有彈性，能隨著血液流動(dòng)自如地?cái)U(kuò)張和收縮。但冠狀動(dòng)脈長(zhǎng)了斑塊后，血管壁就像被水泥澆筑過一樣，變得僵硬、增厚，應(yīng)力分布也變得不均勻。斑塊處承受的應(yīng)力是正常血管壁的2 - 3倍，這種應(yīng)力集中就像給血管壁埋下了一顆“定時(shí)炸彈”，隨時(shí)可能引發(fā)斑塊破裂。一旦斑塊破裂，血小板會(huì)迅速聚集，形成血栓，進(jìn)一步堵塞血管，讓心肌缺血雪上加霜（圖2）。

圖2 斑塊和血栓

2.血流的“混亂舞步”

血管狹窄后，血流速度和流量發(fā)生巨變。狹窄部位的血流速度從正常的每秒10 - 20厘米，一下子飆升到每秒50 - 100厘米，原本有序的層流變成了混亂的湍流。這就好比原本在寬闊河道里平穩(wěn)流動(dòng)的河水，突然進(jìn)入了狹窄的峽谷，在狹窄段下游水流變得湍急洶涌（圖3）。湍流不僅增加了血管壁承受的切應(yīng)力，還影響了血液中氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的交換，讓心肌細(xì)胞的生存環(huán)境更加惡劣。

圖3 狹窄下游的“亂流”，其形成原因與流體力學(xué)的邊界層分離原理有關(guān)。

3.心肌的“能量危機(jī)”

心肌細(xì)胞的能量來源主要靠有氧呼吸，就像汽車需要汽油才能跑一樣，心肌細(xì)胞需要氧氣和葡萄糖來產(chǎn)生能量物質(zhì)ATP。但心肌缺血后，氧氣和葡萄糖供應(yīng)不足，ATP產(chǎn)量大幅下降。研究發(fā)現(xiàn)，心肌缺血時(shí)，ATP產(chǎn)量可能減少50% - 70%，心肌細(xì)胞沒了足夠的“燃料”，收縮能力自然大打折扣，甚至引起心律失常。這就好比汽車沒油了，再怎么踩油門也跑不起來，汽車可能發(fā)抖，心臟也就無法有力地收縮泵血（圖4）。

圖4 心肌動(dòng)力不足

4.心室的“無奈變身”

長(zhǎng)期心肌缺血，會(huì)引發(fā)心室重塑（即生物力學(xué)的應(yīng)力生長(zhǎng)關(guān)系發(fā)揮了作用），這是心臟的一種“自救行為”，但往往會(huì)適得其反。心室就像一個(gè)氣球，為了維持泵血功能，會(huì)通過心肌細(xì)胞肥大、心室壁增厚等方式“自我膨脹”。一開始，這種“膨脹”確實(shí)能增加一點(diǎn)收縮力，但時(shí)間一長(zhǎng)，肥厚的心肌對(duì)氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求更大，而狹窄的冠狀動(dòng)脈根本無法滿足，心臟就陷入了惡性循環(huán)。而且，心室壁增厚還會(huì)導(dǎo)致室壁應(yīng)力增加，進(jìn)一步加重心臟負(fù)擔(dān)，就像給氣球不斷充氣，遲早有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

延伸閱讀，請(qǐng)關(guān)注我的個(gè)人微信公眾號(hào)“醫(yī)用生物力學(xué)”的文章：生物力學(xué)的兩個(gè)核心問題。

5.壓力-容積環(huán)：心臟的“工作日記”

壓力-容積環(huán)就像心臟的“動(dòng)態(tài)工作日記”，能直觀反映心臟的工作狀態(tài)。正常情況下，心臟收縮時(shí)，壓力升高，容積變小，把血液泵出去；舒張時(shí)，壓力降低，容積變大，血液流回心臟，壓力-容積環(huán)呈現(xiàn)出一個(gè)漂亮、規(guī)律的形狀。但冠心病患者的壓力-容積環(huán)就像被揉皺的紙張，變得不規(guī)則，面積也變小，這意味著心臟的工作效率變差了，無法像健康心臟那樣高效地泵血（圖5）。

圖5 正常心臟的壓力-容積環(huán)（粗實(shí)線環(huán)）和冠心病緩和的壓力-容積環(huán)（細(xì)虛線環(huán)）

延伸閱讀，請(qǐng)關(guān)注我的個(gè)人微信公眾號(hào)“醫(yī)用生物力學(xué)”的文章：談心室。

四、“力不從心”的日常困境

當(dāng)冠心病患者的心臟在生物力學(xué)上出現(xiàn)這么多問題后，“力不從心”就成了日常狀態(tài)，這里的“心”指的是不是心臟而是心意。在體力活動(dòng)時(shí)，比如爬樓梯、跑步，身體需要更多的氧氣和能量，心臟本想大干一場(chǎng)，多泵點(diǎn)血，奈何自身供血不足，收縮乏力，只能“心有余而力不足”，導(dǎo)致患者出現(xiàn)胸悶、胸痛、呼吸急促等癥狀?？梢哉f是“心不從力”，這里的“心”指的就是心臟。

情緒激動(dòng)時(shí)，體內(nèi)交感神經(jīng)興奮，血壓升高、心率加快，心臟負(fù)荷瞬間增大，冠心病患者的心臟根本扛不住，就會(huì)引發(fā)心絞痛等不適。此外，寒冷刺激、飽食后、睡眠不足或過度勞累等情況，也都會(huì)讓冠心病患者的心臟雪上加霜，頻繁上演“力不從心”的危情戲碼（圖6）。

圖6 心絞痛是一種難以名狀的壓迫感，有時(shí)候并不表現(xiàn)為明顯的痛感！

五、亟待攻克的科學(xué)難題

雖然我們對(duì)冠心病背后的生物力學(xué)機(jī)制有了一定了解，但仍有許多科學(xué)問題亟待解決。

一是如何預(yù)防冠心病導(dǎo)致的心梗的發(fā)生。冠心病是個(gè)“沉默”的殺手，往往在毫無預(yù)感的情況下誘發(fā)心梗、產(chǎn)生嚴(yán)重后果。如何及早預(yù)防心梗的發(fā)生，這個(gè)仍然是極具挑戰(zhàn)性的問題。

二是如何更精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。盡管目前利用醫(yī)學(xué)影像和生物力學(xué)方法能夠?yàn)樽R(shí)別易損斑塊提供重要信息，但目前的檢測(cè)手段還不夠完善，無法準(zhǔn)確判斷哪些斑塊處于高危（易損、破裂）狀態(tài)。

三是怎樣有效逆轉(zhuǎn)心室重塑?，F(xiàn)有的治療方法只能延緩心室重塑的進(jìn)程，還無法讓已經(jīng)變形的心室恢復(fù)如初。

四是如何優(yōu)化重塑心臟的生物力學(xué)性能。例如開發(fā)更有效的藥物或醫(yī)療器械，改善心肌的收縮功能和血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。

五是如何客觀評(píng)價(jià)冠心病的功能學(xué)指標(biāo)。冠狀動(dòng)脈造影只能看到"主干道"，但占血管總長(zhǎng)95%的微血管才是真正滋養(yǎng)心肌的"毛細(xì)血管網(wǎng)"。冠狀動(dòng)脈造影看到的血管狹窄程度是個(gè)形態(tài)學(xué)指標(biāo)，而不是評(píng)價(jià)心肌缺血的功能學(xué)指標(biāo)。簡(jiǎn)單說，心肌缺血不單單取決于血管狹窄程度，更要關(guān)注微循環(huán)。這就像城市供水系統(tǒng)，即便主管道暢通，支線水管堵塞照樣導(dǎo)致停水。微循環(huán)就像一個(gè)看不見的微循環(huán)迷局戰(zhàn)場(chǎng)，很難無創(chuàng)地評(píng)價(jià)其血液灌注功能。

延伸閱讀，請(qǐng)關(guān)注我的個(gè)人微信公眾號(hào)“醫(yī)用生物力學(xué)”的文章：支架，放還是不放？這是個(gè)生物力學(xué)問題。

這些問題的解決，將為冠心病的治療和預(yù)防帶來新的突破，讓冠心病患者的心臟不再“力不從心”。

六、守護(hù)心臟，從日常做起

冠心病患者在日常生活中，也可以通過一些措施來減輕心臟的負(fù)擔(dān)，避免“力不從心”的情況頻繁發(fā)生。

在飲食方面，要做一個(gè)“挑剔的美食家”，少吃油膩、高鹽的食物，多吃蔬菜水果，把血管這條“馬路”打掃得干干凈凈。

生活中，養(yǎng)成規(guī)律的作息，戒煙限酒，適當(dāng)運(yùn)動(dòng)，比如像烏龜散步一樣慢悠悠地打打太極拳，讓心臟保持良好的狀態(tài)。

情緒上，要做一個(gè)“淡定大師”，遇事不慌不躁，避免情緒大起大落，給心臟一個(gè)穩(wěn)定的“工作環(huán)境”。

同時(shí)，一定要嚴(yán)格按照醫(yī)生的囑咐按時(shí)服藥，定期復(fù)查，和醫(yī)生一起攜手對(duì)抗冠心病。

七、小結(jié)

“力不從心”不僅是文學(xué)修辭，更是精密的生物力學(xué)命題。當(dāng)心臟“想卷卷不動(dòng)”的時(shí)候，生物力學(xué)可以幫助我們破解“力不從心”的千年謎題。

冠心病患者的“力不從心”，源于生物力學(xué)的一系列改變。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化使血管狹窄，導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)異常，狹窄處血流速度加快形成湍流，血管壁應(yīng)力集中易引發(fā)斑塊破裂，形成血栓，堵塞血管，影響心肌血流灌注。心肌供血不足，能量代謝障礙，ATP 產(chǎn)量大幅減少，心肌收縮力減弱。同時(shí)，長(zhǎng)期缺血引發(fā)心室重塑，室壁應(yīng)力增加，心臟結(jié)構(gòu)改變。壓力-容積環(huán)顯示心臟工作效率變差，心臟雖想維持泵血功能，卻因上述生物力學(xué)變化，無法滿足身體需求，最終出現(xiàn) “力不從心” 的表現(xiàn)，導(dǎo)致患者出現(xiàn)胸悶、乏力等癥狀，嚴(yán)重者造成心梗、心衰、猝死！

掌握了“力不從心”的生物力學(xué)科學(xué)道理，就能找到破局之計(jì)：早期預(yù)警、精準(zhǔn)檢修、靶向給藥、科學(xué)養(yǎng)生。正如《后漢書·班超傳》記載班超最終榮歸故里那樣，現(xiàn)代科技也在幫助無數(shù)心臟“老將”重?zé)ㄉ鷻C(jī)。當(dāng)生物力學(xué)遇上傳統(tǒng)文化，我們不僅讀懂了千年前的嘆息，更找到了讓心臟“從心所欲”的科學(xué)密碼——這或許是對(duì)“力不從心”最浪漫的破譯。